ESTUDIO HIDROLOGICO QUEBRADA ENCANTADA

Se practica un análisis de frecuencia de las series anuales de precipitaciones máximas diarias, de la Estación pluviométrica de Putre con disponibilidad de 32 datos desde 1979 a 2002, y se procesara con relleno estadístico la información 2003 a 2013 para actualización de la serie, considerándose para diseño los coeficientes de duración de la misma Estación. Se calculan las Curvas de Intensidad Duración Frecuencia, para distintos Periodos Retornos. Se calculan las Precipitaciones de diseño, previo análisis de frecuencia según función de densidad de probabilidad Gumbell para valores extremos tipo 1, luego con los parámetros de la cuenca y el empleo de la formula racional se calculan los caudales de escorrentía superficial.

IMAGEN Nº1 CUENCAHIDROGRAFICA: QUEBRADA ENCANTADA

IMAGEN Nº 2 SERIE ANUAL DE LLUVIAS MAXIMAS DIARIAS ESTACION PUTRE

IMAGEN Nº3 ANALISIS DE FRECUENCIA SERIE PUTRE SEGÚN GUMBELL

IMAGEN Nº 4 PRECIPITACION DE DISEÑO SEGÚN PERIODO DE RETORNO

IMAGEN Nº 5 COEFICIENTES DE DURACION SEGÚN MC V3

IMAGEN Nº 6 CURVAS INTENSIDAD DURACION FRECUENCIA SERIE PUTRE

IMAGEN Nº 7 REGISTRO CIDF PUTRE PARA GRAFICA

IMAGEN Nº 8 CURVAS IDF PUTRE

IMAGEN Nº 9 GEOMORFOLOGIA CUENCA HIDROGRAFICA Q.ENCANTADA

IMAGEN Nº 10 FORMULAS TIEMPOS DE CONCENTRACIONAutor Formula Parámetros magnitudes y dimensionesPicking 5.3*(L2/S)0.333

L=longitud de curso de agua (km)S= pendiente m/mtc= tiempo concentración en (min)

Giandotti (4*A0.5+ 1.5*L)/(0.8*H0.5) tc= tiempo concentración (hr)A= área en (km2)L= longitud de curso de agua (Km)H=Altura media de cuenca (m)

Ven te Chow 0.096*(L/S0.5)0.64S= pendiente media del cauce m/mL= longitud de curso de agua (Km)tc= tiempo de concentración (hr)

Kerby m=0.2 1.44*(L*m/s0.5)0.467L=longitud curso de agua en (m)S= pendiente media del cauce m/mtc= tiempo de concentración (min)

California Culverts Practice

0.95*(L3/H)0.385H=Altura media de cuenca (m)L= longitud de curso de agua (Km)tc= tiempo de concentración (hr)

Cuerpo de Ingenieros

0.3*L0.76/S0.19L= longitud de curso de agua (Km)S= pendiente media del cauce m/mtc= tiempo de concentración (hr)

IMAGEN Nº 11 CALCULO DE TIEMPOS DE CONCENTRACIONPicking Giandotti Ven te Chow Kerby m=0.2 California

Culverts Practice

Cuerpo de Ingenieros

5.3*(L2/S)0.333 (4*A0.5+ 1.5*L)/(0.8*H0.5) 0.096*(L/S0.5)0.64 1.44*(L*m/s0.5)0.467 0.95*(L3/H)0.385 0.3*L0.76/S0.19

73 119 72 108 83 200

IMAGEN Nº12 PARA T=100 AÑOS P24(100)=72.1MM E I24(100,72MIN)=28.6MM/HORA

IMAGEN Nº 13 CALCULO CAUDAL Q(100AÑOS,72 MINUTOS)=11,81 M3/S

IMAGEN Nº 14 CALCULO DE CAUDALES SEGÚN PERIODOS DE RETORNO

Conclusiones y Recomendaciones

Se considera para la determinación de las precipitación de diseño, las series de precipitaciones máximas diarias anuales y los coeficientes de duración de la Estación Putre.

El estudio que se presenta es en un escenario conservador en que se observa que las precipitaciones máximas diarias ocurren en verano y esto por la influencia del invierno boliviano.

Para las relaciones entre coeficientes de escorrentía en función de periodo de retorno y el coeficiente de escorrentía de 10 años, se considero zona homogénea Ep y tendencia regiones 3 y 4 debido a que no existe información para la región 15, regiones 1 y 2. Por lo tanto se empleo el Manual de Cálculo de Crecidas y Caudales mínimos en cuencas sin información fluviométrica de la DGA, MOP de Agosto de 1995.

Para el cálculo de caudales se empleo el método racional con coeficientes de escorrentía variables para los distintos periodos de retorno y lluvias de duración igual al tiempo de concentración de 72 minutos según Ven te Chow.

Las características de la cuenca de la Quebrada Encantada son diferencia de altura entre aforo y divisoria de aguas más lejana 483 (m), longitud de cauce principal 10.91 (km), Área de la cuenca 21.42 (km2) y pendiente media S igual 4.43%.

Para el Estudio Hidráulico se recomienda efectuar modelación con HEC-RAS u otro simulador computacional. Para el cálculo de gasto solido se sugiere emplear la formula de Peter-Meyer-Miller.

A partir del estudio Geotécnico o de Mecánica de Suelos, se podrá determinar los coeficientes de rugosidad de Manning, mediante el método de Strickler, luego se definirán las secciones en donde se debe evaluar el eje hidráulico, para escurrimientos critico y uniformes.

Para el periodo de retorno T de 100 años el caudal de diseño resultante para la escorrentía superficial Q de 11.81 m3/s en el aforo de Quebrada Encantada.

Patricio González InfanteIngeniero Civil UTFSMEspecialista Hidrología e Hidráulica